耐热荧光素酶的表达及热稳定焦磷酸测序体系的建立

焦磷酸测序是一种基于生物发光反应的实时DNA序列测定技术,其反应体系中的荧光素酶决定测序反应的灵敏度。传统焦测序反应使用的是野生型北美荧光素酶Photinus pyralis luciferase(PpL),该酶热稳定性较差,因此由该酶配制的焦磷酸测序反应体系对热不稳定,影响焦磷酸测序的灵敏度。为了建立热稳定的焦磷酸测序反应体系,全合成了耐热突变日本萤火虫荧光素酶的编码序列,并将其插入到表达载体pET28a(+)中构建重组质粒,将重组质粒转化到大肠杆菌中,筛选得到的阳性重组菌成功表达了N端带有6×His(组氨酸)标签的耐热突变日本萤火虫荧光素酶。利用镍亲和层析法,纯化得到了分子量约为60 kDa且比活为4.29×1010RLU/mg的重组蛋白。对重组耐热日本萤火虫荧光素酶的热稳定性研究结果表明,该酶在50℃时仍具有活性,在40℃下孵育25 min后活性保留了90%以上。与基于野生型北美荧光素酶的焦磷酸测序体系相比,由耐热日本萤火虫荧光素酶配制的测序反应体系对热稳定性有了极大的提高,该测序反应液在37℃放置1 h后仍能够得到正确的测序结果。研究结果为建立稳定可靠的现场及时快速焦磷酸测序反应体系奠定了基础。     

焦磷酸测序技术其在分子生物学领域的应用

焦磷酸测序技术是一项新型DNA测序技术。在DNA聚合酶、ATP硫酸化酶、荧光素酶和三磷酸腺苷双磷酸酶4种酶的协同作用下,将引物上每个dNTP聚合与一次荧光信号释放偶联起来,通过检测荧光的释放和强度,达到实时测定DNA序列的目的。操作中不需要电泳、样品标记和染色,具有高度的可重复性,并行性和自动化特点,本综述了焦磷酸测序技术的基本原理,测序过程和它在SNPs研究,病原微生物的快速鉴定、病因学分析、法医鉴定等方面应用。     

焦测序技术的研究进展

焦测序技术是一种实时DNA测序技术。它在DNA聚合酶、三磷酸腺苷硫酸化酶、荧光素酶和三磷酸腺苷双磷酸酶4种酶的协同作用下,将焦磷酸转化为等量的荧光信号,通过荧光信号的高低实时检测待测序列,操作简便,可实现高通量、自动化测定,检测不需要电泳,不需要对样品标记和染色,结果准确可靠重复性好。本文综述了焦测序技术的基本原理、历史及其在测序模板制备技术、反应体系和检测仪器三个方面的最新进展,并重点介绍制备单链的Late-PCR技术、高灵敏度反应体系的获得以及454公司超高通量测序技术,并对焦测序技术的发展做了展望。     

单管PCR-Pyrosequencing快速检测华法林代谢酶基因多态性方法的建立

文章旨在建立一种单管、快速及高通量的华法林药物代谢酶相关基因多态性的检测方法。通过抽取人外周血DNA,应用带有生物素标记的扩增引物,经PCR扩增并制备焦磷酸测序单链模板,于PyroMark ID焦磷酸测序仪上进行焦磷酸测序,以Sanger测序法测序结果为对照,观察分析的准确性。结果显示,华法林药物代谢酶的3个相关基因多态性(CYP2C9*2、CYP2C9*3、VKORC1(-1693))于单管中可被同时检测,一次可获得96份DNA的华法林药物代谢相关多态性位点检测结果。经与Sanger测序方法比较,符合率为100%。结果表明本方法可准确、高通量、快速检测华法林药物代谢酶相关基因多态性,与单管检测一个位点的焦磷酸测序方法相比,能有效降低检测成本,节省检测时间。该方法在个性化医疗上有较大的推广应用价值,也可以将该平台运用于其他疾病相关基因多态性检测。     

焦测序技术的研究进展

焦测序技术是一种实时DNA测序技术.它在DNA聚合酶、三磷酸腺苷硫酸化酶、荧光素酶和三磷酸腺苷双磷酸酶4种酶的协同作用下,将焦磷酸转化为等量的荧光信号,通过荧光信号的高低实时检测待测序列,操作简便,可实现高通量、自动化测定,检测不需要电泳,不需要对样品标记和染色,结果准确可靠重复性好.本文综述了焦测序技术的基本原理、历史及其在测序模板制备技术、反应体系和检测仪器三个方面的最新进展,并重点介绍制备单链的Late-PCR技术、高灵敏度反应体系的获得以及454公司超高通量测序技术,并对焦测序技术的发展做了展望.     

基于焦磷酸测序技术的 基因突变检测在精准医疗中的应用研究进展

基因突变检测在肿瘤等疾病的早期诊断、个体化给药指导、疾病治疗进程与耐药监控等方面具有极其重要的意义。随着测序技术的 不断发展,DNA 突变的检测与分析已为病毒感染、血液病和实体瘤等疾病的个体化诊治提供重要参考。焦磷酸测序技术是一种基于生物发 光法测定焦磷酸盐的实时 DNA 测序技术,其用于 DNA 序列分析时不需电泳和荧光标记,定量性能好,结果准确,易于实现自动化,在基 因突变检测分析与肿瘤等疾病诊治中发挥巨大作用。综述基于焦磷酸测序技术的基因突变检测在分子靶向个体化治疗和疾病诊断中的应用 研究进展。     

科学出版社新书

DNA小分子检测技术及其应用(应用生物技术大系)刘云国等著译本书分七章介绍了荧光定量PCR技术、环介导等温扩增技术、焦磷酸测序技术、变性高效液相色谱技术、变性梯度凝胶电泳技术、肽核酸探针技术、基因芯片技术等DNA小分子检测技术及其应用。概述了每一项DNA小分子检测技术的产生及其发展,重点阐述了它们的原理、操作流程、应用进展及其发展前景,涵盖了相关领域的最新研究成果。纳米粒给药系统孙进,王永军等译     

Genome Sequencer FLX引领快速基因组测序时代的到来

焦磷酸法最早是应用在检测DNA甲基化和SNP位点分析的一项技术, 在2005年底, 此技术被用来进行基因组序列的测定, 已经成为下一代高通量测序中最成熟的一种技术。本篇文章着重介绍了采用焦磷酸测序法的罗氏公司最新一代高通量基因组测序系统GS FLX的技术原理, 操作过程和广泛的应用范围。     

Genome Sequencer FLX引领快速基因组测序时代的到来

焦磷酸法最早是应用在检测DNA甲基化和SNP位点分析的一项技术,在2005年底,此技术被用来进行基因组序列的测定,已经成为下一代高通量测序中最成熟的一种技术.本篇文章着重介绍了采用焦磷酸测序法的罗氏公司最新一代高通量基因组测序系统GS FLX的技术原理,操作过程和广泛的应用范围.     

焦磷酸测序技术及应用

焦磷酸测序（pyrosequencing）技术是一种新的DNA序列分析技术,其特点是操作简便、大通量、自动化,适合大量样本的快速检测,无须进行电泳、DNA序列无须荧光标记等,是一个理想的遗传分析技术平台.文章对焦磷酸测序技术原理及近年来在单核苷酸多态性研究、微生物鉴定分型和DNA甲基化等方面的应用作一简要综述.     

基于高通量测序技术检测全基因组DNA甲基化水平的方法

DNA甲基化的研究最近几年一直是表观遗传学研究的重点。有关DNA甲基化水平检测的方法大体上有十几种,随着第二代测序技术的发展,实现了在全基因组水平上对甲基化状态进行检测。目前,基于第二代高通量测序进行全基因组DNA甲基化水平检测的方法主要有BSP-seq(亚硫酸氢盐修饰结合直接测序法)、Me DIP-seq(甲基化DNA免疫共沉淀测序法)、MBD-seq(甲基化DNA富集结合高通量测序法)。就这3种方法在原理、流程、优缺点、优化使用及后期需要用到的部分生物信息学资源等方面的研究进展作一综述,旨在为研究者在采用高通量测序方法研究DNA甲基化模式时提供一些思路。     

基于焦磷酸测序技术建立基因编辑水稻检测方法

基因编辑技术发展迅速,但对应的检测方法较少。为寻找创建基因编辑作物适用的检测方法,以 PL3 基因编辑水稻编辑位点为靶标,有效设计了焦磷酸测序的扩增引物及测序引物,并进行有效性检测,分别利用Sequence to Analyze等程序以及SNP和AQ两种模式完成了对PL3 基因的定性和定量检测试验,建立了 PL3 基因编辑水稻编辑位点焦磷酸测序检测方法。结果表明,基于焦磷酸测序技术可以通过检测编辑位点从而将基因编辑型水稻与野生型水稻进行区分。与常规的转基因检测方法相比,该检测方法具有较好的准确性、高效性及高灵敏度等优点,在基因编辑型水稻编辑位点定性和定量检测分析方面具有很好的应用前景。     

NTP焦磷酸酶的生物学功能及临床相关性研究进展

核苷三磷酸焦磷酸酶(nucleotide triphosphates pyrophosphatase,NTP-PPase)是一类可将核苷三磷酸(nucleotide triphosphates,NTPs)水解生成其对应的NMPs,同时释放出焦磷酸的核酸酶。随着其在从大肠杆菌到哺乳动物细胞中的广泛发现,它们在进化上的保守性表明该家族分子在维持生命过程中具有重要作用。NTP焦磷酸酶可以通过水解异常核苷酸,避免其掺入到新合成的DNA或RNA链中,保证DNA合成的精确性和基因组的稳定性,并与肿瘤的发生、发展密切相关。将对NTP焦磷酸酶的研究进展作简要介绍。     

基于核酸侵入反应的生物分子检测技术的研究进展

核酸侵入反应是由5＇核酸内切酶或flap内切酶催化的,能够识别切割核酸片段形成的特异性结构的一类反应。近年来发展了很多基于该反应的生物大分子检测技术,能够对DNA、RNA、miRNA及蛋白质进行高灵敏、高特异性的测定。这些技术大都无需扩增待测靶标,极大地降低了扩增产物交叉污染的风险,在临床检测中具有很大的应用前景。本文对这些检测技术的原理及应用作简要综述。     

基于核酸侵入反应的生物分子检测技术的研究进展

核酸侵入反应是由5’核酸内切酶或flap内切酶催化的,能够识别切割核酸片段形成的特异性结构的一类反应。近年来发展了很多基于该反应的生物大分子检测技术,能够对DNA、RNA、miRNA及蛋白质进行高灵敏、高特异性的测定。这些技术大都无需扩增待测靶标,极大地降低了扩增产物交叉污染的风险,在临床检测中具有很大的应用前景。本文对这些检测技术的原理及应用作简要综述。     

裂解酶片段长度多态性分析的应用现状及发展

裂解酶片段长度多态性分析是近年来出现的一种新型分子生物学技术。它能裂解毒I对事先标记的待测DNA作特异性酶切,产生一组特异性DNA片段,经显影后形成一级结构依赖性的结构指纹图谱而检测DNA序列变化,其灵敏度,特异性和社会经济效益均等同于或优于SSCP、RFLP和DNA直接测序等方法,具有广阔的发展应用前景。本文介绍了该方法的技术原理,在遗传学基因突变筛查和基因分型等领域的应用现状以及近期取得的技术改进。     

基于微量DNA样本的简化甲基化文库构建方法研究

RRBS(简化甲基化测序)是一种有效研究DNA甲基化状态的测序方案。文库构建是该方案中最关键的实验步骤之一,RRBS文库构建往往因为酶切产物少,文库构建步骤繁多等因素,导致DNA起始量需要1 ug以上。然而很多来源于人的样本,如冰冻组织穿刺、石蜡切片、显微微切割等,都往往只能获得100 ng以下的DNA,无法满足常规RRBS文库构建的起始DNA总量要求,从而大大限制RRBS技术的应用范围。本研究主要探讨并设计了基于微量DNA样本(100 ng)的RRBS文库构建策略,主要通过优化Msp I酶切条件、DNA片段大小筛选、缩减反应步骤及减少DNA转移次数等技术手段,大大提高了DNA回收率,进而建立了2种有效使用微量DNA样品的RRBS文库构建方案(即EA-Method和WB-Method方案)。EA-Method方案在处理100 ng左右的DNA时,有经济、快速、高效的特点,但文库质量略差于WB-Method方案;WB-Method方案可将DNA起始量降低至10 ng,并且文库质量高。为验证WB-Method方法的可靠性,研究人员选取了3种志愿者样本(全血和口拭子),采用WB-Method同时进行常量和微量RRBS文库构建,并进行Illumina Hiseq平台测序,数据通过生物信息分析得到微量RRBS检测的CpG,CHG,CHH中C碱基的甲基化比例与常量RRBS结果一致。同时,该方法可以大大降低DNA损耗及损伤,因而该方法可将RRBS技术应用到更广泛的样本类型中去,有效拓展RRBS的研究领域。     

三酶焦测序体系的建立及其在唐氏综合征快速诊断中的应用

为了避免四酶焦测序体系中由于三磷酸腺苷双磷酸酶(apyrase)造成的测序结果偏差, 文章建立了一种定量性能好的无三磷酸腺苷双磷酸酶的三酶焦测序体系。方法是将生物素修饰的DNA模板、荧光素酶和ATP硫酸化酶固定在磁性微球表面进行焦测序反应, 当加入一种dNTP进行焦测序反应完后, 采用磁性分离技术, 除去焦测序反应产生的ATP和剩余的dNTP, 然后加入另一种dNTP进行测序, 按同样的方法去除影响下一轮测序反应的成分, 实现循环测序。此体系能准确判读待测DNA的碱基序列, 且可定量测定单核苷酸序列多态性(SNP)中两种等位基因型的相对比值。文章成功检测了16例正常人和8例唐氏综合征患者样本中21号染色体上两个杂合率较高位点(rs1042917和 rs4818219)的等位基因型比值, 所得结果能够明确说明待测样本中来自于父方和母方的21号染色体数目是否相等。该法具有良好的定量性能, 适合于SNP等位基因型的定量分析, 可以用于唐氏综合征的快速检测。     

一种应用于高通量生物检测的皮升级微反应池芯片

基于高通量皮升级微反应池的焦磷酸测序技术以其测序读长长的优势,在测序领域有着不可替代的位置.在高通量焦磷酸测序过程中,微反应池之间的光学串扰以及微反应池中的化学残留严重影响测序原始图像的信噪比,限制了测序的读长及准确性.本研究通过在微反应池侧壁分别选择性蒸镀钛和铝金属膜,有效地将相邻微反应池之间的平均光学串扰率降低约一个数量级.此外,通过在微反应池表面蒸镀二氧化硅层,显著地改善了微反应池表面物理形貌,有效地减少了微反应池中的化学残留.表面蒸镀钛-二氧化硅的微反应池光学串扰低、化学残留少,可应用于高通量焦磷酸测序等相关领域.     

乙肝治疗耐药基因突变的焦磷酸测序技术诊断

目的:建立焦磷酸测序技术检测拉米夫定和阿德福韦酯治疗乙肝所致乙肝病毒基因耐药突变的定量检测方法,为临床乙肝耐药诊断和治疗提供依据。方法:针对乙肝病毒DNA聚合酶基因序列上4个常见基因突变位点的6种突变形式,分别克隆构建野生型和突变型质粒作为标准品,应用生物信息学手段设计目标基因通用PCR引物和各突变点的焦磷酸测序引物,建立焦磷酸测序的突变检测方法。对接受拉米夫定、阿德福韦酯治疗的慢性乙型肝炎患者血清标本进行检测。结果:构建了乙肝病毒四种常见耐药性突变的标准株和变异株克隆,建立了分别或同时检测拉米夫定、阿德福韦酯耐药突变的焦磷酸测序方法,对68例临床耐药或疑似耐药的患者血清标本进行检测,双脱氧测序验证,检出拉米夫定耐药突变32例,阿德福韦酯耐药突变5例,其中焦磷酸测序检出20例为混合突变,而双脱氧测序显示为6例。结论:成功建立了焦磷酸测序定量检测拉米夫定、阿德福韦酯耐药基因突变的方法,构建了乙肝病毒耐药基因突变的标准质粒,为临床动态监测乙肝病毒变异病毒株、指导合理用药奠定了基础。